Honda第四代IMMD混动系统深度解析

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座右铭:“所谓坚持,就是觉得还有希望!

1. Honda第四代IMMD动力总成

本田混合动力系统IMMD(Intelligent Multi-Mode Drive)历经四代技术革新,在第四代系统中实现了重大技术突破与性能提升。主要搭载车型:

  • 东风本田CRV
  • 广本皓影
  • 雅阁
  • ...

HEV系统采用强混构型,动力系统主要构成:发动机+ISG电机+驱动电机,系统内高度集成离合器,液压控制系统和高压控制系统。

为直观展示技术演进,现对前期开发车辆总成与最新一代系统进行详细对比,具体参数见下表。

1.1 HEV驱动模式

1. 纯电驱动模式(EV模式)​

  • 定义:在此模式下,车辆完全依靠电动机驱动,利用锂离子电池中储存的电能提供动力。
  • 特点
    • 发动机不工作,车辆实现零排放。
    • 适合低速、短途行驶,如城市通勤。

2. 混合驱动模式(Hybrid模式)​

  • 定义:在此模式下,发动机的动力通过发电机转化为电能,电动机利用该电能驱动车辆(系统以串联混动方式运行)。IMMD的Hybrid模式即REEV增程模式,高燃烧效率和宽高效率区,使得既可以当增程器,也可以用来直驱,国内当下所有增程器系统,只能当作增程器的东安三缸机,各性能指标也都远比不上这款发动机。
  • 特点
    • 当发电机产生的电能少于电动机消耗的电能时,不足部分由锂离子电池放电补充。
    • 当发电机产生的电能多于电动机消耗的电能时,多余电能被充入锂离子电池。
    • 适合中低速行驶或需要兼顾动力与能效的场景。

3. 发动机驱动模式(Engine模式)​

  • 定义:在此模式下,发动机与车轴通过离合器以固定传动比连接,车轮直接由发动机驱动(系统以并联混动方式运行)。一般而言,IMMD在车速>80kph, 即进入发动机直驱模式。
  • 特点
    • 电动机在此时发挥辅助和充电功能。
    • 当需要额外动力时,电动机从锂离子电池中放电以辅助驱动(助力)。
    • 当发动机产生多余动力时,电动机将多余能量充入锂离子电池。
    • 适合高速行驶或需要强劲动力的场景。

1.2 插电PHEV CS/CD模式

插电式混合动力系统(PHEV)通常包含两种主要运行模式:​电量消耗模式(CD)​电量保持模式(CS)​。这两种模式分别针对不同的驾驶需求,优化能量使用效率与驾驶体验。CD模式优先纯电驱动,适合短途城市通勤;CS模式通过混动驱动保持电量稳定,适合长途行驶。

1. 电量消耗模式(CD模式)​

  • 定义:CD模式(Charge Depleting Mode)以纯电驱动为主,优先消耗电池电量。
  • 特点
    • 纯电行驶:车辆主要依靠电动机驱动,引擎仅在特定条件下介入(如急加速或高速行驶)。
    • 高介入门槛:通过提高引擎介入的门槛,延长纯电续航里程。
    • 续航表现:在CD模式下,车辆可实现约20公里的纯电续航,适合短途城市通勤。
  • 适用场景:适用于电池电量充足且行驶距离较短的情况,最大化纯电驱动的经济性与环保性。

2. 电量保持模式(CS模式)​

  • 定义:CS模式(Charge Sustaining Mode)在电池电量降至设定值后启动,通过引擎介入保持电池电量稳定。
  • 特点
    • 混动状态:引擎与电动机协同工作,引擎不仅驱动车辆,还为电池充电。
    • 电量保持:电池组的荷电状态(SOC)被维持在一个特定值(如20%-30%),以备后续纯电行驶需求。
    • 灵活切换:在CS模式下,车辆可根据驾驶需求自动切换纯电驱动与混动驱动。
  • 适用场景:适用于长途行驶或电池电量不足的情况,确保车辆始终具备足够的动力储备与能源效率。

3. CS与CD模式的协同作用

  • CD模式:优先消耗电池电量,适合短途纯电行驶,最大化能源经济性与环保性。
  • CS模式:在电池电量不足时启动,通过混动驱动保持电量稳定,适合长途行驶或电池电量不足的情况。
  • 智能切换:插电式混动系统可根据电池电量、驾驶需求与路况,自动在CD模式与CS模式之间切换,实现能源使用的最优化。

1.3 控制系统

  • 经济运行为核心

    • 系统的设计目标是通过优化能量管理,最大限度地提高燃油经济性,减少能源消耗。
    • 通过智能切换不同的驾驶模式(纯电、混动、引擎模式),系统能够根据驾驶工况选择最经济的运行方式。
  • 电池电量管理

    • 当电池电量降低到一定阈值时,系统会自动启动发电机,将引擎的动力转换为电能,为电池组充电。
    • 这种机制确保了电池组始终保持在一定的电量水平,避免因电量耗尽而影响车辆的正常运行。
  • 驾驶模式切换

    • 纯电模式:在低速和起步阶段,系统优先使用电动机驱动,避免引擎在低负荷下运行,从而提高燃油经济性。
    • 混动模式:在中速行驶时,系统通过发电机将引擎的动力转换为电能,驱动电动机,同时为电池组充电。这种模式能够在保证动力的同时,提高能源利用效率。
    • 引擎模式:在高速巡航时,系统直接通过引擎驱动车辆,电动机则辅助引擎运行,确保引擎处于最佳经济区间。
  • 引擎热效率优化

    • 系统通过精确控制引擎的转速和扭矩,使其始终处于高热效率的工作区间。
    • 在混动模式下,引擎和车轮之间没有机械传动路径,引擎的转速可以独立于车速,从而更容易维持在高热效率的区间。
  • 动力表现保障

    • 尽管节能是首要目标,但系统也会在必要时通过电动机的辅助输出,确保车辆的动力表现。
    • 在急加速或高负荷工况下,电动机可以提供额外的扭矩,弥补引擎的不足,确保驾驶性能。
  • 电池功率控制

    • 系统通过精确的电池功率控制,确保电池组在不同工况下的稳定输出。
    • 在极端条件下(如低温环境),系统会限制电池功率,并通过发电机提供额外的动力,确保驾驶性能不受影响。

 1.4 扭矩流控制


1.5 控制原则

为了保证系统的可靠性,各组件(包括电动机扭矩、发电机扭矩和电池功率)均设有限制。尤其是为了确保电池的耐用性,必须对电池功率进行精确控制,这对混动模式下的驾驶性能表现至关重要。以下是各组件在全工况下协同运行的控制逻辑:


1. 动力管理控制逻辑

  • 输入信息:系统接收司机的加速和减速意图(通过油门和刹车踏板深度),以及各组件功率和扭矩的极限信息。
  • 控制执行:在极限范围内,系统执行适当的协同功率控制,确保驾驶性能与系统可靠性之间的平衡。

2. 电池功率受限时的应对策略

  • 场景:在电池功率受限的情况下(如低温环境),加速和减速意图无法单独通过电池功率实现。
  • 解决方案
    • 系统切换至混动模式,精确调整电动机、发电机和引擎之间的输出。
    • 在满足电池功率限制的同时,确保驾驶性能不受影响。

3. 目标功率计算与校正

  • 目标驱动力计算:根据司机的加减速意图和电动机扭矩极限,计算所需的驱动力。
  • 目标引擎功率计算:目标引擎功率需与目标电机功率和电池功率相匹配,并通过电池功率调节器进行校正。
  • 引擎效率优化:根据校正后的目标引擎功率,计算目标引擎转速和扭矩,以确保引擎运行在最高效率区间。
  • 功率校正:综合考虑电池功率极限等因素,校正引擎功率、发电机功率和电动机功率。

4. 系统平衡与性能保障

  • 平衡因素:系统平衡司机的加减速意图、电池荷电状态、电池功率极限及其他组件的限制。
  • 快速校正:目标电动机和发电机功率能够迅速而精准地校正,即使在电池功率极大受限的情况下,也能满足动力需求。

5. 极端工况下的应对措施

  • 低温环境
    • 电池功率被严格限制在几千瓦内,以保证电池耐用性。
    • 发电机输出额外100kW功率,以维持充足的驾驶性能。
  • 低附着力路面
    • 在雪地等路面上急加速或急减速时,轮胎空转或锁止会导致电动机转速波动。
    • PCU迅速反应,将动力输出限制在安全范围内(基于耐用性考虑,而非组件实际极限)。

6. 电池功率预测与控制

  • 控制方法:采用功率校正法,实现精确而快速的电池功率控制。
  • 信息获取
    • 电池功率可通过电压传感器和电流传感器测量,但由于电池电容特性、PCU内置电容、电抗器特性及通信延迟等因素,传感器存在延迟。
    • 电池功率通过电机功率等信息间接估算。

7. 电池功率计算公式

电池功率 = 电动机输入功率 + 发电机输入功率 + 电机逆变器损耗 + 直流变换器损耗 + 空调和加热器损耗 + 升压后功率损耗

  • 电动机输入功率:通过相电流传感器和升压传感器测量。
  • 逆变器损耗和升压损耗:通过规定参数确定的标称值估算。
  • 直流变换器损耗和空调加热器损耗:通过CAN连接的各控制单元获取。

系统在总体构型、动力单元和控制系统等方面均进行了全方位优化升级,具体改进如下:

1.6 系统架构优化

  • 总体构型:由同轴布置改进为平行轴布置
  • 发动机系统:由PFI(气道喷射)升级为GDI(缸内直喷)
  • 电机系统:实现扭矩与转速的双重提升
  • 发电机:显著提升转速与功率输出

1.7 第四代系统开发目标

  • 动力性能优化
  • 系统效率提升

1.8 核心组件升级

1.8.1  动力单元

  • 搭载2.0L GDI直喷发动机
  • 实现PFI向GDI的技术升级

1.8.2  FDU(混合动力机构)

  • 集成发电机、电动机和减速器
  • 转速提升12%
  • 扭矩提升6%
  • 结构优化:发电机直径缩小,同轴向平行轴转换,轴向长度缩短

1.8.3  控制系统

  • PCU(动力控制单元):高压控制器模块
  • IPU(智能电源单元):电池控制单元

1.8.4  创新驱动模式

  • 新增发动机高低两档驱动模式
  • 优化低速高负载工况下的动力输出
  • 取代传统驱动电机运行模式
  • 增强对重型车辆的适应性

1.8.5  性能提升指标

  • 车辆承载能力提升10%
  • 最高车速提升12%
  • 系统效率提升3%

 2. 动力总成构型优化

本田IMMD混合动力系统的最新版本为第四代,相较于前几代在结构设计上实现了重大突破。在前三代系统中,驱动电机和发电机均采用同轴布置方式,具体表现为发电机、电动机以及减速传动装置依次沿同一轴线排列。

​图1-第三代动总构型

这种布局虽然在一定程度上简化了系统结构,但也存在明显的局限性:

  1. 轴向尺寸过大:同轴布置导致整体轴系长度增加,占用空间较大;
  2. 制造复杂性高:较长的轴系对加工精度和装配工艺提出了更高要求;
  3. 空间利用率低:不利于整车布局的紧凑化和轻量化设计。

第四代IMMD混合动力系统在构型设计上实现了革命性的升级,相较于前几代系统,其核心优化主要体现在以下几个方面:

  1. FDU(混合动力机构)布置优化
    采用两档平行轴布置设计,取代传统的同轴布置,大幅缩短轴向尺寸,提升空间利用率和制造便利性。

  2. 发动机驱动模式创新
    发动机输出新增高低两档驱动模式,优化低速高负载工况下的动力表现,同时提升系统整体效率。

  3. 电机布置革新
    发电机与驱动电机采用平行布置方式,进一步优化结构紧凑性,提升系统集成度与性能表现。

这些优化不仅显著提升了系统的动力性和经济性,还为整车布局的灵活性和轻量化设计提供了更大空间,体现了本田在混合动力技术领域的持续创新与突破。


​图2-第四代动总构型

  3. 发动机优化

在第四代IMMD混合动力系统中,发动机技术实现了显著升级,其核心改进包括喷射方式优化、燃烧系统重新设计以及冷却性能增强,从而在动力性、经济性和排放控制方面均取得了突破性进展。以下是具体优化内容及性能提升的详细分析:


3.1 喷射系统升级

  • 技术改进:由传统的气道喷射(PFI)升级为缸内直喷(GDI)
  • 喷射策略:采用多次喷油策略,优化燃油雾化效果
  • 性能提升
    • 发动机功率从107 kW提升至108.2 kW
    • 发动机扭矩从175 Nm提升至187 Nm

3.2 燃烧系统优化

  • 上止点压缩湍动能提升:通过活塞顶形状和气道重新优化,湍动能提升14.8%
  • 燃烧效率提升:优化后的燃烧系统显著改善燃油经济性和排放性能

3.3 冷却系统增强

  • 水套优化:加大排气侧冷却面积,有效降低排气温度
  • 性能优势:提升当量空燃比区域,进一步优化发动机热效率

3.4 油耗经济性优化

  • 最低油耗率:207 g/kWh,如下图所示

  • 经济区域扩展
    • 与第三代系统相比,第四代发动机的最低油耗点相近,但在发动机负荷方向上,低油耗区域显著拓宽
    • 低油耗区域的扩大为整车经济性提升提供了更大潜力

3.5 综合性能提升

  • 动力性:功率和扭矩的双重提升,满足更高动力需求
  • 经济性:低油耗区域扩展,优化燃油经济性
  • 排放控制:燃烧系统与冷却系统的协同优化,显著降低排放水平

 4. 驱动电机优化

第四代IMMD混动系统通过提升驱动电机的最大扭矩与最高转速,显著优化了整车的动力性能与运行效率。起步加速性能的增强以及高转速工况下功率持续区域的扩展,为驾驶者提供了更加流畅、强劲的驾驶体验,进一步彰显了本田在混合动力技术领域的创新实力。以下是驱动电机性能优化的详细分析:


3.1 最大扭矩提升

  • 性能升级:驱动电机最大扭矩由315 Nm提升至335 Nm
  • 实际效果
    • 起步加速性能显著增强,实现0.4g的加速度目标
    • 提升车辆在低速工况下的动力响应与驾驶体验

3.2 最高转速提升

  • 性能升级:驱动电机最高转速由13,000 rpm提升至14,500 rpm
  • 实际效果
    • 扩大了最高功率的持续区域,优化了电机在高转速工况下的性能表现
    • 提升车辆在高速行驶时的动力输出稳定性与效率

3.3 性能曲线分析

驱动电机的性能优化可通过下图所示的性能曲线直观体现:

  • 扭矩曲线:在低转速区间保持高扭矩输出,确保强劲的起步加速性能
  • 功率曲线:在高转速区间扩展了功率持续区域,提升高速行驶的动力表现


4. ​发电机优化

通过发电机布置方式、结构设计与性能参数的全方位优化,实现了系统紧凑性、能量输出效率与运行性能的显著提升。这些技术革新不仅为整车性能优化提供了坚实的技术支撑,也进一步巩固了本田在混合动力领域的技术领先地位。以下是发电机技术革新与性能优化的详细分析:


4.1 布置方式优化

  • 结构革新:发电机与驱动电机由传统的同轴布置优化为平行轴布置
  • 空间优化:通过布置方式的调整,显著提升了系统的紧凑性与集成度

4.2 结构紧凑性提升

  • 体积优化:发电机直径由85 mm缩减至68 mm,满足平行轴布置对空间的要求
  • 实际效果
    • 实现更小的安装空间需求
    • 提升整机布局的灵活性与轻量化设计

4.3 性能参数全面提升

  • 最高转速提升:由13,000 rpm提升至19,000 rpm
    • 优化发电机与发动机的传动比,由0.51调整为0.33
    • 提升发电机在高转速工况下的运行效率
  • 最大功率提升:由106 kW提升至120 kW
    • 显著增强发电机的能量输出能力,为系统提供更充沛的动力支持

4.3 技术优势总结

  • 布置优化:平行轴布置提升了系统的紧凑性与集成度
  • 性能提升:最高转速与最大功率的双重优化,显著增强了发电机的能量输出与运行效率
  • 结构创新:体积与直径的缩减,满足更小空间的安装需求,为整车布局提供更大灵活性

5. 高压系统控制器优化

新一代PCU与IPU通过体积小型化、功率提升、电池管理系统优化以及冷却结构创新,实现了性能与效率的全面提升。这些技术改进不仅增强了系统的能量输出与可靠性,还为整车的轻量化与空间优化提供了坚实的技术支持,进一步巩固了本田在混合动力领域的技术领先地位。


5.1 PCU(动力控制单元)​

新一代PCU系统如图所示,其核心改进主要集中在体积小型化与功率提升两个方面,具体优化如下:

  • 结构集成:PCU集成了电机控制器(MCU)、升压机构、DCDC等高压器件,提升了系统的集成度与可靠性。
  • 体积优化:PCU体积由11.5L缩减至9.99L,显著提高了空间利用率。
  • 功率提升:PCU功率密度由34.8kVA提升至47.3kVA/L,进一步增强了系统的能量输出能力。

5.2 IPU(智能电源单元)​

IPU作为锂离子电池控制模块,在电池管理系统、容量扩展以及体积重量优化方面实现了显著提升:

  • 电池管理系统优化
    • 电池容量扩展19%,同时电池单元容量减少19%,在保持性能的前提下降低了成本。
  • 体积与重量优化
    • 重量减轻12%,体积缩减24%,进一步提升了整车的轻量化与空间利用率。
  • 冷却系统创新
    • 本田HEV电池采用风冷结构,冷却风扇布置由外部优化为内部,提升了冷却效率与系统集成度(如图所示)。

6. 控制优化

6.1 驱动模式

第四代混动系统在驱动模式上延续了上一代的基本架构,仍以EV模式、混动模式和发动机直驱模式为核心。其主要创新在于发动机直驱模式新增高低两档设计,显著提升了系统效率与适应性。EV模式、混动模式与发动机直驱模式的协同工作,确保了车辆在不同工况下均能实现高效、稳定的动力输出,进一步提升了用户体验与燃油经济性。 驱动模式分类:

  • EV模式

    • 适用工况:低速低负载运行,如城市代步场景
    • 特点:纯电驱动,实现零排放与静音行驶
  • 混动模式

    • 运行方式:串联与并联模式结合
    • 核心优势:通过智能调节发动机运行状态,确保其始终处于高效区间
  • 发动机直驱模式

    • 两档设计
      • 高速档:优化高速行驶效率,提升燃油经济性
      • 低速档:扩大高效区域范围,增强低速工况下的动力表现
    • 技术优势:通过高低档位切换,实现全工况下的效率最大化。


 6.2 发动机工作点优化

在发动机使用模式下,系统通过智能化控制策略,确保发动机始终运行在最高效率区域,从而最大化提升整体系统效率。通过抑制电损耗、跟踪发动机最佳效率点以及电池与发动机的智能协同控制,新一代混动系统实现了发动机使用模式的高效优化。发动机输出与电池能量的完美结合,不仅提升了系统效率,还确保了动力输出的平顺性与稳定性,进一步增强了整车的性能表现与用户体验。

以下是发动机效率优化的核心策略:

6.2.1 抑制电损耗

  • 策略:优先使用发动机驱动,减少电能转换与传输过程中的损耗
  • 效果:降低系统整体能量损失,提升能源利用率

6.2.2 跟踪发动机最佳效率点

  • 策略:以发动机最佳效率点为控制依据,实时调整运行状态
  • 效果:确保发动机始终处于高效区间,最大化燃油经济性

6.2.3 电池与发动机协同控制

  • 策略:通过智能能量管理,实现电池与发动机的高效协同
  • 效果:优化系统整体效率,平衡动力输出与能耗

6.2.4 发动机输出与电池完美结合

  • 策略:发动机输出与电池能量无缝衔接,实现动力与效率的最优平衡
  • 效果:提升系统响应速度与运行稳定性,为用户提供更流畅的驾驶体验

6.3 动力总成能量管理优化

在发动机高效运行的基础上,动力总成效率的优化是系统性能提升的核心。通过提高发动机热效率、控制电损耗以及实现各效率的协同叠加,新一代混动系统实现了整体效率的最大化。这一优化不仅提升了整车的燃油经济性,还为用户提供了更加高效、稳定的驾驶体验。动力总成效率主要由以下因素决定:

6.3.1 发动机热效率

  • 核心目标:提升发动机燃烧效率,最大化热能转化为机械能的比例
  • 优化措施:通过缸内直喷、燃烧系统优化等技术手段,提高热效率

6.3.2 电损耗控制

  • 核心目标:减少电能转换与传输过程中的能量损失
  • 优化措施:优化电机控制策略、降低线路阻抗、提升能量回收效率

6.3.3 系统效率叠加

  • 综合效率:通过发动机热效率与电损耗控制的协同优化,实现系统整体效率的最大化
  • 效果体现:如图所示,各效率叠加后,系统效率达到最优状态,显著提升整车的经济性与性能表现

混动模式通过智能控制策略,在保证驾驶性能的同时,最大化发动机的运行效率,从而提升整车的动力性与经济性。以下是混动模式优化驾驶性能的核心策略:

6.4 驾驶性能优化

6.4.1 发动机经济性

混动模式通过以下两方面控制,实现驾驶性能与发动机效率的协同优化:

1 驱动力分配优化
  • 策略:驱动力主要由驱动电机提供,发动机解耦并以增程模式运行
  • 优势
    • 充分发挥电机响应快、扭矩大的特点,提升驾驶性能
    • 发动机解耦后专注于发电,降低能量损耗
2 发动机效率优化
  • 策略:通过智能控制,确保发动机始终处于最佳效率点运行
  • 优势
    • 最大化发动机热效率,降低燃油消耗
    • 提升系统整体经济性,延长续航里程

6.4.2 换挡平顺性

在高驱动力需求下,系统通过扭矩优先、发动机转速控制与智能换挡策略,实现了动力性、效率与舒适性的完美平衡。这一控制逻辑不仅确保了强劲的动力输出与平顺的加速体验,还通过主动优化发动机转速,显著提升了驾驶舒适性。

线性换挡控制:

  • 模拟升档操作:系统通过智能控制,模拟传统变速器的升档过程,逐步调整发动机转速与车速的比例
  • 线性过渡:在换挡过程中,动力输出以线性方式平滑过渡,避免传统换挡带来的顿挫感

1. 高驱动力需求下的扭矩优先策略
  • 策略:优先利用扭矩边缘,避免不必要的发动机转速提升(如a-①)
  • 优势
    • 最大化电机扭矩输出,确保强劲的动力响应
    • 降低发动机转速波动,减少能量损耗与噪音
2. 功率需求提升时的发动机转速控制
  • 策略:当功率需求超过当前发动机与电池的综合输出能力时,发动机转速提升至Ne1(如a-②),形成发动机转速与车速的比例1
  • 控制逻辑
    • 发动机转速跟随车速增长,保持稳定的加速性能
    • 比例1的设定综合考虑发动机转速使用要求与NVH(噪音、振动、声振粗糙度)性能,确保驾驶舒适性
3. 高速工况下的换挡优化
  • 策略:当车速持续增加,若保持比例1会导致发动机转速过高,系统主动执行换挡,将发动机转速与车速的比例调整为比例2(比例2 < 比例1)
  • 优势
    • 换挡后,相同车速下发动机转速降低,减少高转速带来的噪音与振动
    • 主动控制发动机转速,避免高车速下发动机高转速对驾驶舒适性的影响

6.4.3 转速车速跟随策略

发动机转速与车速的跟随比例控制策略,通过制定合理的比例原则与动态调整机制,实现了动力性、经济性与舒适性的综合优化。该策略不仅满足了不同工况下的性能需求,还通过智能换挡与比例调整,显著提升了驾驶体验与整车效率。

1 比例原则的核心条目

1.1 车辆行驶需求优先

  • 策略:根据车辆行驶需求功率,将发动机功率线向大扭矩方向平移
  • 目标:确保发动机在满足动力需求的同时,运行在高效区间

1.2 最敏感车速限制

  • 策略:定义最敏感车速限制,并限制该车速对应的最高发动机转速
  • 目标:避免高车速下发动机转速过高,影响NVH性能与驾驶舒适性

1.3 比例变化定义

  • 策略:定义发动机转速与车速的多种比例变化(如比例1、比例2、比例3等)
  • 目标:根据车型、性能需求、NVH要求及发动机特性,制定合理的比例限值

2 比例控制的具体实现

2.1 初始阶段:比例1控制

  • 逻辑:发动机转速随车速按比例1增长,车速增加时,发动机转速逐渐升高至限值Ne1
  • 效果:确保发动机转速合理跟随车速提升,满足低车速工况下的动力需求

2.2 偏离阶段:比例1限值突破

  • 逻辑:当车速继续增加,发动机转速突破Ne1,逐渐偏离至Ne2(如a-①所示)
  • 效果:在保证动力输出的同时,避免发动机转速过高

2.3换挡阶段:比例调整

  • 逻辑:当发动机转速超过最高限值Ne2,执行换挡操作,将发动机转速降低至Ne1(如a-②所示)
  • 比例变化:比例1(Ne1/V1)→比例2(Ne2/V2)→比例1(Ne1/V2)
  • 效果:通过换挡降低发动机转速,优化高车速工况下的NVH性能与燃油经济性

3 比例控制的综合优化

3.1 车型与性能需求

  • 策略:根据车型定位与性能目标,定义发动机转速与车速的合理比例
  • 目标:满足动力性、经济性与舒适性的综合需求

3.2 NVH性能优化

  • 策略:通过限制发动机转速与车速的比例,降低噪音与振动
  • 目标:提升驾驶与乘坐舒适性

3.3 发动机特性匹配

  • 策略:结合发动机的扭矩特性与高效区间,制定比例变化标准
  • 目标:确保发动机始终运行在最佳状态

6.4.4 换挡过程发动机转速控制

本田新世代混动,采二档之设计,以适配重车之需,并提升整车动力之表现。换档之际,引擎转速随行调整,其原则如下:

1 加速性与转速控制
  • 要义:优化加速性能,引擎转速之调控需符预期
  • 目的:确保动力响应迅捷,兼顾驾驶平顺
2 大扭矩优先
  • 要义:倾向引擎高负荷大扭矩之运用,避免转速骤升
  • 目的:发挥引擎最大效能,减少转速波动,提升运行稳定性
3 经济性与线性换档
  • 要义:随引擎最佳经济点而行,换档保持线性,兼顾加速与经济
  • 目的:实现动力与能耗之平衡,提升整体效率
4 新旧系统对比
  • 前代单档IMMD:车速增,引擎转速随之升,至一定车速后,转速趋稳(如灰色点划线所示)
  • 新一代IMMD:二档设计,引擎传动可择二档输出。起步为佳加速,用大传动比之一档,低车速时,引擎转速随车速升;至一定车速,转速达限,换档,用较小传动比之二档,维持转速升幅,避高车速时超高速运转,亦免低车速时引擎高速运行之弊.

6.5 HEV模式动力性提升

6.5.1 车速提升

通过提升电机转速、采用混动箱二档技术及驱动电机之升级,新世代混动系统于车速提升之际,全面优化整车动力性能。

1 电机转速之升
  • 优化之举:电机最高转速自一万三千转提至一万四千五百转
  • 实效:整车极速得以显著提升,满足高速之需
2 混动箱二档之术
  • 优化之举:采用二档设计,优化动力输出之特性
  • 实效
    • 整车加速性能更佳,动力响应更迅捷
    • 高速行驶与动力性能并重,二者兼得
3 驱动电机升级
  • 优化之举:采用扭矩更大、转速更高之新型驱动电机
  • 实效:整车起步加速达0.4g,动力表现显著提升

 6.5.2 电机系统设计优化

电机独配传动比,运行工况优化,动力性能更佳。

1 旧制之弊
  • 旧制:引擎与电机共用局部输出齿轮,需兼顾引擎传动比
  • 弊端:齿轮传动比配置受限,不利于电机输出之效
2 新制之利
  • 新制:新世代混动系统,电机独配传动比
  • 优势:传动比依电机性能需求而定,电机动力性能更佳
3 运行工况之优化
  • 优化之举:新世代混动系统,电机运行工况更优
  • 实效:依不同需求择最佳传动比,运行效率与动力性能并进

 6.5.3 驱动牵引力提升

 以二档设计优化牵引模式,拖拽力显著提升,热管理更为高效。

1 旧制之弊
  • 旧制:上坡、加速牵引时,采用混合驾驶模式
  • 弊端:高负荷驱动电机损耗大,低速时冷却不佳,易发热而降低动力输出,热管理要求极高
2 新制之利
  • 新制:新系统采用二档设计,引擎低转速即可输出大驱动力
  • 优势:发电机无负载下牵引,线圈温度最大可降三成五
3 牵引模式之优化
  • 优化之举:牵引可在引擎模式与混合模式间切换
  • 实效:依驱动需求,择效率最大者而行(混合模式时,线圈超温即切换至引擎模式)
4 大驱动需求之选择
  • 优化之举:大驱动需求时,可择混合驱动(旧制)与引擎二档驱动(新制)
  • 实效:拖拽力得以提升,电能与机械输出之使用更为合理

6.6 结构设计优化

6.6.1 FDU平行轴设计布置

1 布置优化之革新
  • 旧制:电机为同轴布置
  • 新制:新世代混动系统,电机改为平行轴布置
  • 优势:轴向长度方向布置适应性更佳,空间利用更灵活
2 尺寸调整之利
  • 调整:平行轴布置,电机高度略增4.2毫米,然轴向长度大幅缩减
  • 实效:布置优势显著,空间布局更为合理

 7. IMMD第四代HEV系统总结

7.1 两档之用,动力增益

两档之设,动力输出增强,可灵活适配重车之需。

7.2 引擎两档,转速随行

引擎采用两档输出,转速与车速合理相随,避转速突高之弊,驾乘感受更佳。

7.3 引擎升级,性能卓越

引擎自PFI升为GDI,功率、扭矩、油耗皆优,性能全面提升。

7.4  两档之利,效率提升

两档设计,避引擎低转速行驶,亦免高负荷电气损耗,热损降低,总效率提升。

7.5  发电机转速升,体积缩

发电机转速提升,体积小型化,发电功率需求更大。

7.6 驱动电机性能同步升

驱动电机转速与性能同步提升,最大功率与扭矩更优。

7.7 FDU性能增益

FDU性能进一步提升,驱动电机扭矩增6%,转速升12%。

7.8  IMMD混动,布置优化

IMMD混动系统尺寸适应性优化,整车空间布置更趋完美。


资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/ab08c24cda4d 本项目基于 PyTorch 实现了 CSRNet(卷积稀疏表示网络)人群计数模型。CSRNet 是一种高效且精准的人群密度估计方法,尤其适合高密度场景下的人群计数。该模型借助卷积神经网络(CNN)的特性,利用稀疏表示来应对复杂背景和密集人群的挑战。以下将详细介绍 CSRNet 的核心概念、结构及实现过程,并阐述人群计数的重要性。 人群计数在公共场所安全监控、交通管理和大型活组织等领域极为关键。准确估计人群数量有助于保障安全和优化管理。传统计数方法如人工计数或基于规则的方法效率低且易出错而,深度学习技术的引入,尤其是 CSRNet 这类模型,显著提高了计数的准确性和效率。 CSRNet 的核心在于其深度卷积网络结构和稀疏表示能力。该模型通过多尺度特征提取,适应不同大小的人头。其架构包含多个卷积层,每层后接 Leaky ReLU 激活函数,增强非线性表达能力。此外,CSRNet 引入了空洞卷积(也称 atrous convolution),可在不增加参数数量的情况下扩大感受野,更高效地捕捉大范围信息。具体架构包括:输入层接收预处理后的图像;基础网络通常使用预训练的 VGG16 提取多层次特征;多尺度特征融合通过不同扩张率的空洞卷积获得不同分辨率的特征图;解码器利用反卷积操作将低分辨率特征图恢复至原始尺寸,结合多尺度信息重建上下文;稀疏表示层是 CSRNet 的独特之处,通过稀疏编码和解码,将高维特征转换为低维稀疏表示,降低背景噪声影响,提升人头检测精度;输出层通过 1×1 卷积将特征图转化为人群密度图,再经全局平均池化和全连接层得到最终计数结果。 在实现过程中,需注意以下几点:数据预处理,如缩放、归一化、增强等,以提升模型泛化能力;训练策略,包括数据集划分、学习率调度、损失函数选择(如
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